[发明专利]一种快速测量造纸白水中有机物质浓度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及造纸白水中有机物质浓度的测量方法，特别是涉及一种基于双(多)波长的可在线测量造纸白水中有机物质浓度的方法。

背景技术

经济的快速增长所引发的资源环境的危机目前已成为中国经济社会发展的严峻挑战。为了实现我国可持续发展战略，必须有效控制能源、资源的需求总量增长，实现用水总量的零增长。制浆造纸工业是我国国民经济的支柱产业之一。随着我国人民物质文化水平的提高，目前造纸工业正在进入了一个高速发展时期，制浆造纸工业总产量仅次于美国，已位居世界第二。虽然在我国造纸工业属于轻工业，但其生产过程却是一个典型的化工过程，其工艺过程中物料的蒸煮、漂白、废液的提取、蒸发和燃烧回收、以及纸页的干燥等均为典型的化工单元操作。制浆造纸工业是能源和自然资源消耗的大户，从清洁生产的观点看待这一过程工业，仍存在着资源消耗过大和环境污染严重等问题。造纸工业对环境的影响突出地表现在废水排放及其对水体的污染上。一方面，制浆造纸工业废水的排放和大量清水的消耗每年给我国造成的巨大经济损失，也威胁到了制浆造纸工业的生存。另一方面，制浆造纸工业以可再生植物资源为原料进行生产，其终端产品易于回收循环再使用，在自然界中可降解，可以进行“循环经济”，存在转化环境友好绿色企业的强大基础。因此，只有对造纸工业实施清洁生产，减少其对水资源的消耗，降低或者消除其对环境造成的污染，才能使其转变成环境友好的绿色工业，也是实现可持续发展和提高行业竞争力的必由之路。除通过法律、行政等手段进行约束之外，当务之急必须解决制浆造纸工业在节约资源、保护环境过程中存在的基本问题及其影响机理。

对造纸工业生产系统的水实行封闭循环是节水、减污和实现清洁生产的有效途径和最终目的。但随着造纸水系统的循环使用，白水中的有机物和无机物也将随着造纸水系统封闭程度的提高而不断的积累和富集，从而对纸机操作和纸页性能带来影响，使造纸企业的生产难以为继，导致造纸水系统的封闭程度不能提高或封闭循环不能不能持续。而白水中的有机组分主要包括溶解的和胶体的有机物，是对目前生产上影响最大的一部分物质。目前采用的方法主要采用先对白水进行离心分离，然后再采用化学有机溶剂(如氯仿、苯醇和MTBE等)进行萃取然后采用仪器分析的方法测其浓度，该方法耗时长、劳动强度大，有机溶剂对人体有较大的伤害，不便于及时对白水中有机物浓度进行监测。因此，制浆造纸工业企业需要快速有效的方法来实现的白水中有机物浓度的监测，以便采用有效的措施对其进行控制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有测量方法耗时多，劳动强度大的不足，提供一种快速有效的测量造纸白水中有机物浓度浓度的方法。

本发明原理：造纸白水中有机物浓度指的是造纸白水中溶解的物质和胶体(或者类似于胶体的物质，其粒度较大，但具有胶体的性质)的有机物质，而溶解和胶体的有机物物质在紫外区给定波长(200nm～400nm范围内)都有比较强的吸收，而在近红外区给定波长(700nm～1100nm范围内)则没有明显的吸收峰，白水中的其它组分，也是浓度变化较大的组分，如纤维、细小纤维和填料等在紫外区给定波长和红外区给定波长的吸光度值变化基本平行。因此可以利用红外区给定波长吸收的变化可以去除掉纤维、细小纤维以及填料浓度变化对紫外区给定波长的吸光度收造成的影响，达到利用紫外给定波长的吸光度测量白水中有机物浓度浓度的目的，该方法具有实现在线测量造纸白水中有机物浓度的潜力。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

①首次测量或造纸厂内原料变化较大的情况下，分离掉造纸白水中的悬浮物后，取紫外光区190nm～400nm内的任一波长，测量不同浓度造纸白水在该波长的吸光度值A_i；采用现有方法测量的不同浓度的有机物的浓度C_i，利用回归分析法求出方程(1)中的斜率比例系数K₁值和基准常数b值，建立线性回归方程：

C_i＝K₁A_i+b...........(1)

②当纤维和填料浓度变化而引起的紫外区造纸白水吸光度变化，采用造纸白水在近红外区波长对应的吸光度进行补偿，补偿后造纸白水在λ_U处与有机物浓度相关的吸光度值为：